航空发动机结构-第四章-压气机

航空发动机主要部件介绍航空发动机是飞行器的重要部件，其性能直接关系到飞行器的安全和效率。

航空发动机主要由以下几个主要部件组成：压气机、燃烧室、涡轮和喷管。

1. 压气机压气机是航空发动机的核心部件之一，其主要作用是将空气压缩，提高空气密度，从而增加燃烧时的氧气含量，提供更充分的燃烧条件。

压气机通常由多级离心式压气机和轴流式压气机组成。

离心式压气机通过旋转的离心叶片将空气向外甩出，使空气被压缩。

轴流式压气机则通过多级的气流导向叶片和压气叶片，将空气逐级压缩。

这两种压气机的结构不同，但都能有效地提高空气压缩比，增强发动机的推力。

2. 燃烧室燃烧室是航空发动机中的关键部件，其主要功能是将燃料和空气混合并燃烧，释放出巨大的能量。

燃烧室通常由燃烧室壁、喷嘴和火花塞组成。

燃烧室壁需要具备良好的散热性能和耐高温性能，以承受高温高压下的燃烧过程。

喷嘴则负责将燃料和空气混合，并喷入燃烧室中，形成可燃的混合气体。

火花塞则引燃混合气体，启动燃烧过程。

3. 涡轮涡轮是航空发动机中的另一个重要部件，其主要作用是利用高温高压气体的能量，驱动压气机和其他附件的工作。

涡轮通常由高压涡轮和低压涡轮组成。

高压涡轮负责驱动压气机，将空气压缩。

低压涡轮则负责驱动风扇，提供额外的推力。

涡轮的材料需要具备良好的耐高温性能和强度，以承受高温高速的气流冲击。

4. 喷管喷管是航空发动机的最后一个关键部件，其主要作用是将燃烧后的高温高压气体加速排出，产生巨大的推力。

喷管通常由喷管喉、喷管体和喷管尾等部分组成。

喷管喉是喷管的狭窄部分，通过喷管喉的收缩，加速气体的流速，增大喷射速度。

喷管体则负责将气体引导到喷管尾部，并产生向后的推力。

喷管尾部通常采用喷管扩张的设计，以提高喷射效果。

航空发动机的主要部件包括压气机、燃烧室、涡轮和喷管。

这些部件相互配合，共同完成空气压缩、燃烧和推力产生等工作，为飞行器提供强大的动力。

这些部件的结构和材料选择都需要经过严格的设计和测试，以确保发动机的安全可靠性和性能优越性。

《航空发动机结构分析》课后思考题答案第一章概论1.航空燃气涡轮发动机有哪些基本类型？指出它们的共同点、区别和应用。

答：2.涡喷、涡扇、军用涡扇分别是在何年代问世的？答：涡喷二十世纪三十年代（1937年WU；1937年HeS3B）；涡扇 1960~1962军用涡扇 1966~19673.简述涡轮风扇发动机的基本类型。

答：不带加力，带加力，分排，混排，高涵道比，低涵道比。

4.什么是涵道比？涡扇发动机如何按涵道比分类？答：（一）B/T，外涵与内涵空气流量比；（二）高涵道比涡扇（GE90），低涵道比涡扇（Al-37fn）5.按前后次序写出带加力的燃气涡轮发动机的主要部件。

答：压气机、燃烧室、涡轮、加力燃烧室、喷管。

6.从发动机结构剖面图上，可以得到哪些结构信息？答：a)发动机类型b)轴数c)压气机级数d)燃烧室类型e)支点位置f)支点类型第二章典型发动机1.根据总增压比、推重比、涡轮前燃气温度、耗油率、涵道比等重要性能指标，指出各代涡喷、涡扇、军用涡扇发动机的性能指标。

答：涡喷表2.1涡扇表2.3军用涡扇表2.22.al-31f发动机的主要结构特点是什么？在该机上采用了哪些先进技术？答：AL31-F结构特点：全钛进气机匣，23个导流叶片；钛合金风扇，高压压气机，转子级间电子束焊接；高压压气机三级可调静子叶片九级环形燕尾榫头的工作叶片；环形燃烧室有28个双路离心式喷嘴，两个点火器，采用半导体电嘴；高压涡轮叶片不带冠，榫头处有减振器，低压涡轮叶片带冠；涡轮冷却系统采用了设置在外涵道中的空气-空气换热器，可使冷却空气降温125-210*c；加力燃烧室采用射流式点火方式，单晶体的涡轮工作叶片为此提供了强度保障；收敛-扩张型喷管由亚声速、超声速调节片及蜜蜂片各16式组成；排气方式为内、外涵道混合排气。

3.ALF502发动机是什么类型的发动机？它有哪些有点？答：ALF502，涡轮风扇。

优点：●单元体设计，易维修●长寿命、低成本●B/T高耗油率低●噪声小，排气中NOx量低于规定第三章压气机1.航空燃气涡轮发动机中，两种基本类型压气机的优缺点有哪些？答：（一）轴流压气机增压比高、效率高单位面积空气质量流量大，迎风阻力小，但是单级压比小，结构复杂；（二）离心式压气机结构简单、工作可靠、稳定工作范围较宽、单级压比高；但是迎风面积大，难于获得更高的总增压比。

燃气涡轮发动机第4章压气机3第4章压气机压气机功用–对流过它的空气进行压缩,提高空气的压力。

4第4章压气机⏹压气机分类–离心式压气机⏹空气在工作叶轮内沿远离叶轮旋转中心的方向流动–轴流式压气机⏹空气在工作叶轮内基本沿发动机的轴线方向流动–混合式压气机图4-1 离心式压气机64.1 离心式压气机 组成–导流器：使气流以一定的方向进入叶轮，以减小流动损失。

–叶轮：叶轮是高速旋转的部件，对空气作功，提高空气的压力。

–扩压器：通道是扩张形的，空气在流过它时，速度下降，压力上升。

–导气管：使气流变为轴向，将空气引入燃烧室。

74.1 离心式压气机⏹组成–叶轮：从结构上叶轮分单面叶轮和双面叶轮两种。

⏹单面叶轮是在轮盘的一侧安装有叶片，从一面进气；⏹双面叶轮是指在轮盘的两侧都安装有叶片，从两面进气。

–可以增大进气量，–对于平衡作用在轴承上的轴向力也有好处。

图4-2 单面叶轮和双面叶轮94.1 离心式压气机 增压原理–扩散增压原理：通道是扩张形的，空气流过时，速度下降，压力提高。

–离心增压原理：气体流过叶轮时，由于气体随叶轮一起作圆周运动，气体微团受惯性离心力的作用，圆周速度越大，气体微团所受的离心力也越大，因此，叶轮外径处的压力远比内径处压力高。

104.1 离心式压气机 离心式压气机的优缺点–单级增压比高,一级的增压比可达4:1－7:1 ,甚至更高;稳定的工作范围宽;结构简单可靠;重量轻;所需要的起动功率小。

–流动损失大，尤其是级间损失更大，最多两级；效率较低，最高只有83％－85％，甚至不到80％;单位面积的流通能力低，迎风面积大，阻力大。

图4-3 两级离心式压气机124.2 轴流式压气机⏹组成–转子⏹对空气作功，压缩空气，提高空气的压力⏹由工作叶轮构成–静子⏹使空气扩压, 继续提高空气的压力⏹由整流器(整流环)构成⏹1级=1个工作叶轮+1个整流器⏹工作叶轮与整流环交错排列就形成了多级轴流式压气机。

⏹为了保证压气机工作稳定，在第一级工作叶轮前还有一排不动的叶片叫进气导向器。

航空发动机压气机结构与故障分析航空发动机作为现代飞行的核心动力装置，其压气机结构的设计与运行状态直接影响着发动机的性能和可靠性。

本文将介绍航空发动机压气机的结构和常见故障，并对其进行详细分析。

一、航空发动机压气机结构航空发动机的压气机通常由多级压气机组成，每个级别又包括多个叶片和压缩机转子。

在这些组件中，主要包括进气器、调节器、压气器、扩散器和喷气装置。

1. 进气器进气器位于压气机的前端，主要用于将空气引入压气机。

进气器通常由进气道、进气导向器和膨胀器组成。

其设计旨在提高空气的进气效率，减小进气流动损失。

2. 调节器调节器位于压气机进气口和第一级压气机转子之间，用于控制进气流量、调节进气温度和压力。

它的主要作用是确保压气机在各种工况下运行的稳定性和高效性。

3. 压气器压气器是航空发动机中最关键的组件之一，其主要任务是将进气的空气压缩，提高气流的能量。

压气器通常由多个级别的叶片和转子组成，通过高速旋转来实现空气的压缩。

同时，压气机还要保证压缩过程中的温度和压力不超过安全范围，以保证发动机的正常运行。

4. 扩散器扩散器位于压气机的末级，主要用于将高速压缩的气流扩张并放慢，以提高气流的稳定性和压力能力。

扩散器的设计和排布对发动机的效率和噪音产生重要影响。

5. 喷气装置喷气装置位于压气机的尾部，其主要作用是通过喷出高速气流来提供推力。

喷气装置通过调节喷气口的大小和方向来实现对发动机推力的控制，从而满足各种飞行工况的需求。

二、航空发动机压气机故障分析航空发动机的压气机在长时间运行中可能会出现多种故障，其中一些常见的故障包括：1. 叶片磨损或断裂由于压气机在高速旋转的过程中，叶片会受到高温和高压力的作用，从而导致磨损或断裂。

这可能会导致气流不流畅，进而影响发动机的性能和稳定性。

2. 叶轮松动或失衡叶轮在高速旋转时，如果松动或失衡，会导致振动和噪音增加，严重时甚至可能引发叶轮脱落。

这将对发动机的正常运行造成严重影响，甚至可能导致事故。